Матеріали контактів, розчин і провал контактів

До матеріалу контактів ставляться такі вимоги:

1. Високі електрична провідність і ТЕПЛОПРОМ-водність.

2. Стійкість проти корозії в повітрі і інших газах.

3. Стійкість проти утворення плівок з високим питомим опором.

4. Мала твердість для зменшення необхідної сі-ли натискання.

5. Висока твердість для зменшення механічного зносу при частих включеннях і відключеннях.

7. Висока дугостійкість (температура плавлення).

8. Високі значення струму і напруги, необхід-мих для дугообразованія.

9. Простота обробки, низька вартість.

Властивості деяких контактних матеріалів рассмот-рени нижче.

Мідь. Позитивні властивості: високі електрична прово-ність і теплопровідність, достатня твердість, що дозволяє застосовувати при частих включеннях і відключеннях, досить високі значення Uo і Io. простота технології, низька вартість.

Недоліки: низька температура плавлення, при роботі на воз-дух покривається шаром міцних окислів, що мають високу опору-тивление, вимагає досить великих сил натискання. Для захисту міді від окислення поверхню контактів покривається електролітичним способом шаром срібла товщиною 20-30 мкм. На головних контак-тах іноді ставляться срібні пластинки (в апаратах, включае-мих відносно рідко). Застосовується як матеріал для плоских і круглих шин, контактів апаратів високої напруги, контак-торів, автоматів і ін. Внаслідок низької дугостійкості небажаних-но застосування в апаратах, що відключають потужну дугу і мають велике число включень на годину.

Срібло. Позитивні властивості: високі електро- і тепло-провідність, плівка оксиду срібла має малу механічну ін-ність і швидко руйнується при нагріванні контактної точки. Контакт срібла стійкий, завдяки малій механічної міцно-сті достатні малі натискання (застосовується при натисканні 0,05 Н і вище). Стійкість контакту, малий перехідний опір є характерними властивостями срібла.

Негативні властивості: мала дугостійкість і недостатня твердість срібла перешкоджають використанню його при наявності потужної дуги і при частих включеннях і відключеннях.

Застосовується в реле і контакторах при токах до 20 А. При біль-ших токах аж до 10 кА срібло використовується як матеріал для головних контактів, які працюють без дуги.

Алюміній. Цей матеріал має досить високі електрич-ний провідність і теплопровідність. Завдяки малій пліт-ності струмоведучих частин круглого перетину з алюмінію на такий же струм, як і мідний провідник, має майже на 48% меншу масу. Це дозволяє зменшити масу апарату.

Недоліки алюмінію: освіту на повітрі і в актив-них середовищах плівок з високою механічною міцністю і високим опором; низька дугостійкість (температура плавлення значно менше, ніж у міді і срібла); мала механічна міцність; при контакті з міддю утворюється пара, підвладна сильної електрохімічної корозії. У зв'язку з цим при з'єднанні з міддю алюміній повинен покриватися тонким шаром міді електро-литическим шляхом або обидва метали необхідно покривати се-ребром.

Алюміній і його сплави (дюраль, силумін) застосовуються глав-ним чином як матеріал для шин і конструкційних деталей ап-Параті.

Вольфрам. Позитивними властивостями вольфраму є: висока дугостійкість, велика стійкість проти ерозії, зварюючи-ня. Висока твердість вольфраму дозволяє застосовувати його при частих включеннях і відключеннях.

Недоліками вольфраму є: високий питомий опору-ня, мала теплопровідність, освіту міцних оксидних і сульфідних плівок. У зв'язку з високою механічною міцністю і утворенням плівок вольфрамові контакти вимагають великого на-жатія.

В реле на малі струми з невеликим натисканням застосовуються стійкі проти корозії матеріали - золото, платина, паладій і їх сплави.

Металокерамічні матеріали. Розгляд властивостей чистих металів показує, що жоден з них не задовольняє повно-стю всім вимогам, що пред'являються до розривних контактів.

Для контактів апаратів високої напруги найбільшого поширення набула металокераміка КМК-А60, КМК-А61, МК-Б20, КМК-Б21.

В апаратах низької напруги найбільшого поширення набула металокераміка КМК-А10 зі срібла і окису кадмію CdO. Відмінною особливістю цього матеріалу є дисоціація CdO на пари кадмію і кисень. Вирізняється газ заcтавляет дугу швидко переміщатися по поверхні контакту, що значно знижує температуру контакту і сприяє деионизации дуги.

Металокераміка, що складається зі срібла і 10% окису міді, МК-А20 ще більш стійка до зносу, ніж КМК-А10.

Срібно-нікелеві контакти добре обробляються, мають високу стійкість проти електричного зносу. Контакти дають низьку якість і стійке в експлуатації перехідний опір. Однак вони легше зварюються, ніж контакти з матеріалу КМК-А60, КМК-Б20, КМК-А10.

Срібно-графітові та мідно-графітові контакти завдяки високій стійкості проти зварювання застосовуються як дугогасительниє контакти.

На закінчення слід зазначити, що хоча застосування металокераміки збільшує вартість апаратури в експлуатації, ці «зайві» витрати швидко окуповуються, так як зростає термін служби апарату, збільшується час між ревізіями і значно підвищується надійність.

Під провалом контактів мається на увазі величина зміщення рухомого контакту на рівні точки його дотику з нерухомим контактом в разі, якщо нерухомий буде видалений.

Провал контактів забезпечує надійне замикання ланцюга, коли товщина контактів зменшується внаслідок вигоряння їх матеріалу під дією електричної дуги. Величина провалу визначає запас матеріалу контактів на знос в процесі роботи контактора.

Розчином контактів називається відстань між рухомим і нерухомим контактами у відключеному стані контактора. Розчин контактів зазвичай лежить в межах від 1 до 20 мм. Чим нижче розчин контактів, тим менше хід якоря приводного електро-магніту. Це призводить до зменшення в електромагніт робочого повітряного зазору, магнітного опору, сили, що намагнічує, мощ-ності котушки електромагніт-та і його габаритів. Міні-мальна величина розчину контактів визначається: тих-технологічного та експлуатаційно-ційними умовами, можли-ністю освіти металеві-чеського містка між кон-тактами при розриві ланцюга струму, умовами усунення можливості змикання контактів при відскоку подвиж-ної системи від упору при вимкнення машини. Розчин кон-тактів також повинен бути достатнім для забезпечення умов надійного гасіння дуги при малих токах.